电场对注入气泡和沸腾汽泡影响的研究.pdf

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1、上海理工大学学报第34卷第5期J．UniversityofShanghaiforScienceandTechnologyVo1．34No．52012文章编号：1007—6735(2012)05—0491—03电场对注入气泡和沸腾汽泡影响的研究董智广，程道来，郁鸿凌，董伟，李瑞阳(1．上海应用技术学院城市建设与安全工程学院，上海201418；2．上海理工大学能源与动力工程学院，上海200093)摘要：为进一步探索电场强化沸腾换热的机理，利用高速摄像仪拍摄了注入氮气气泡和R123工质沸腾汽泡在直流电场作用下的实验图像，并对气泡脱离壁面时的形态进行了定量分

2、析．实验结果表明，注入氮气气泡和R123沸腾汽泡在电场作用下形状发生了显著变化，电场强度越大，气泡的形状变化也就越明显，并且电场对沸腾汽泡的影响更为显著．此外，注入氮气气泡和沸腾汽泡的脱离体积在电场作用下也发生了变化，随着屯场强度的增大，脱离体积有减小的趋势，且冷态注入氮气汽泡的体积在电场作用下的变化较沸腾汽泡明显．关键词：电水动力学；气泡；电场中图分类号：TK124文献标志码：AInjectedandBoiling"BubblesinElectricFieldDONGZhi-guang，CHENGDao-lai，YUHong—ling，DONGWe

3、i，LIRui．yang(1．SchoolofUrbanConstructionandSafetyEr~ering，ShanghaiInstituteofTechnology，Shanghai201418，China；2．SchoolofEnergyandPowerEr~neering，UniversityofShanghaiforSciero~eandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Inordertofurtherstudytheelectrohydrodynamicenhancementmecha

4、nismofboilingheattransfer，theimagesofnitrogeninjectedbubblesandR123boilingbubblesinaDCelectricfieldwereobtainedwithahigh—speedcamera，andthebubbleshapeatdeparturewasquantitativelyanalyzed．Experimentalresultsshowthattheinjectedandboilingbubbledistinctlyelongatealongthedirectionof

5、theelectricfield．Thebubble’Saspectratioincreaseswiththeincreaseofelectricfieldintensity，andtheeffectofelectricfieldontheelongationofboilingbubbleismoreobvious．Astheelectricfieldintensityisraised，thedeparturevolumesofinjectedandboilingbubblestendtodecrease，andthevolumeoftheinjec

6、tedbubbledecreasesmoresignificantly．Keywords：electrohydrodynamics；bubble；electricfield强化传热是节能的有效手段．强化传热的方式年来成为国内外学者研究的重点，取得了不少成有很多，其中，电场强化传热(EHD)是其中的一个重果[卜．要领域．从工程实际应用的角度来看，EHD强化传对于电场强化沸腾换热的研究，科研人员更多地热技术具有其独特的优越性和良好的应用前景，近关注电场对流体电对流作用．电场对流体电对流作用收稿日期：2012—02—22作者简介：?~F(1973一)，男，

7、讲师．研究方向：电场强化换热及两相流．E-mail：dongzhiguang08@163．com上海理工大学学报2012年第34卷的研究从20世纪70年代就已起步，并且取得了很多工质的影响较大．一研究成果l_3-4]．而对于两相沸腾换热．施加电场后，汽R123沸腾汽泡的实验装置如图2所示．同冷态泡的运动过程发生变化，从而对边界层产生扰动，这注入气泡的实验装置相比，热态实验装置中增加了是换热得到强化的最直接原因．因此，研究电场作用冷凝水系统和加热系统，减少了气泡注入系统．下汽泡的运动规律，对于揭示电场强化沸腾换热机理起着举足轻重的作用．由于在沸腾过程中

8、，汽泡的产生不易控制，所以，对于汽泡行为的研究，研究者多用小孑L注入单气泡来代替沸腾汽泡研究电场对汽泡行为的